水泥混凝土路面破坏的原因及维修处理措施

　　摘要：水泥砼道路具有自身承载能力高、车辆通过能力强、使用寿命长等特点，在公路建设和施工中得了广泛的应用，在我国公路网构成中占有较大比重。随着社会的发展，一些早期修建的水泥砼路面都存在不同形式的破坏，本文就水泥砼路面的破坏原因及维修处理措施进行探讨。
　　关键词：露骨，裂缝修补，破碎板，板角断裂，错台，接缝料损坏，坑洞病害
　　
　　水泥砼道路具有自身承载能力高、车辆通过能力强、使用寿命长等特点，在公路建设和施工中得到了广泛的应用，在我国公路网构成中占有较大比重。特别是在我国公路事业迅速发展的今天，水泥砼道路以其不可替代的优势，在公路建设中发挥着越来越重要的作用。根据我市已建成通车的高等级水泥混凝土公路使用情况看，有相当部分破坏，如开裂、断板、沉陷、错台等，通过对国道324线金坑至增城界水泥混凝土路面的改造，总结了一些经验，对水泥混泥土路面板破坏的原因及其处理，谈一下个人看法。
　　一、项目概况
　　国道G324线广州金坑至增城界段位于广州市萝岗区九龙镇境内，横穿镇龙和金坑两村。九龙镇地处广州市的东北部、萝岗区的北部，是连接广州中心城区与增城市及粤东地区的重要纽带，交通量大。项目现状分为城市道路断面和公路断面两种形式，双向4车道，路基宽分别为22.0m和28.5m，路面类型为水泥砼路面，中分带上设有水泥砼防撞栏。公路设计时速为60公里/小时，市政路段为40公里/小时。
　　二、路面破损状况描述及评价结果
　　国道G324线广州金坑至增城界段段全线为水泥混凝土路面，由于慢车道多为摩托车及人力车行走，路况较好。调查结果表明快车道破损程度比超车道、慢车道严重。路面破损状况PCI评价等级为良，主要破损病害表现为露骨、裂缝修补、破碎板、板角断裂以及错台，接缝料损坏以及坑洞病害也普遍存在，局部地方破损程度较严重。镇区路段以及路口处磨损、露骨病害较严重。
　　三、水泥混凝土路面典型病害原因分析
　　1、接缝料损坏或纵缝张开
　　本路段部分接缝已损坏，填缝料脱落缺失，交通量过大加剧了接缝料的损坏。
　　2、板角断裂
　　在本次调查路段中，出现较多的板角断裂破坏。这种破坏一般发生在纵横缝交叉处的四块板角中，四块板角中的一块或两块首先断裂，断裂后的板角在车辆荷载作用下继续破坏，使板角呈网裂破坏形式。检测结果表明，出现板角断裂的地方填缝料损坏比较严重，纵缝张开也较明显，由于填缝料损坏，地表水从接缝下渗，使基层水泥稳定土受水湿软，在车辆荷载作用下，板角应力集中，板角处产生唧泥，板下被淘空，以至板角发生断裂；板角断裂后，地表水下渗量增加，断裂的板下继续产生唧泥，使板角进一步断裂，形成网状断裂。当一块板呈网状断裂后，渗入相邻板块的地表水量增大，导致了几块连在一起的板角断裂。
　　3、断裂板及横向裂缝
　　检测路段左右幅的快车道出现较多贯穿整块板的横向裂缝，且伴随较多网裂，严重处出现断板。交通量过大、重载车较多是产生这些病害的原因之一，通过脱空板检测发现快车道和超车道脱空板较严重，这也是产生病害的原因之一。由于填缝料损坏及纵缝张开，导致地表水下渗，破坏基层结构，加上重载车辆的荷载作用，导致了路面板的板底脱空，在脱空板没有得到及时处理的情况下，路面就会出现各种病害。
　　4、磨损和露骨
　　检测路段有不同程度的砼表面磨损和露骨病害，部分路段磨损现象严重，混凝土路表骨料出露，有的甚至出现坑槽。产生这种病害有二个原因：
　　一是在施工过程中只对集料的磨耗值进行控制，而实际水泥混凝土路面的抗磨耗能力不仅仅与集料的磨耗值有关，而且与水泥混凝土材料组成、水灰比及其自身的性质有关，其是综合因素作用的结果；
　　二是超载车的问题，为了保证重载车的安全行驶，在车辆轮胎制造和工艺上增加了摩擦阻力设备，必然会加快水泥混凝土路面磨耗损失。
　　这是一些现场坡坏照片：
　　                    
　　四、旧水泥混凝土路面处治
　　根据现场调查及检测单位的路面状况检测及评估报告，本项目主要病害为破碎板（含板角破碎）、裂缝、露骨、错台及板块脱空。
　　（1）破碎板+板角破碎换板处理
　　a)判定破碎板
　　破碎板换板判断原则：①板块路面有一条连续发育裂缝，且宽度大于1cm;②板块路面裂缝有两条以上（即被裂缝分割成4块或以上）③两年内新修补的路面板，如果出现贯穿板厚两道纵缝或横缝④旧路面中板块上存在有贯穿的交叉裂缝。
　　b)凿除旧板
　　应先凿除原有破碎水泥砼面板，清除干净，并及时运走混凝土碎块，凿除时不得扰动相邻板块，造成邻板的破损、错位，并保留原有拉杆。如果原有拉杆折断时，应更换。如果挖除旧板后，发现基层有破坏，应换C15素砼，最少厚度15cm。
　　d)浇筑水泥砼面层
　　在基层顶面浇筑26cm砼面层，人工摊铺，采用插入式振捣器振捣，振动梁刮平提浆，人工抹平。
　　（2）修补裂缝
　　水泥混凝土面板的裂缝视其裂缝大小来采取相应的修补措施：
　　a)对于小于3mm的轻微裂缝，可采用直接沥青灌缝处理。
　　b)对于贯穿全厚3mm～10mm的裂缝，采用封缝带处理。
　　在裂缝两侧切两条平行于裂缝的切缝，距裂缝不小于15cm，凿除两切缝内的混凝土，深度大于7cm，再每隔50cm钻一对钯钉孔，孔深7cm，直径略大于钯钉直径2～4mm,钯钉采用Ф16螺纹钢筋，长不小于20cm，弯钩长度为7cm。在钯钉孔注满砂浆后，将钯钉插入孔内，再在两切缝内浇筑C35水泥混凝土。
　　（3）露骨及错台
　　对于露骨部位，可清除表面松散的集料后，即可铺洒黏层沥青，再铺沥青面层。对于轻错台部位，加铺前应对水泥路面进行铣刨处理，铣刨深度为0.5~1cm，确保新铺沥青混凝土与原有路面有效结合。对于错台较大的部位，应先用机械对错台进行磨平后，方可铺设沥青面层。
　　（4）脱空板处理
　　对于脱空板部位，本次采用板底灌水泥浆的处理方式，水泥采用42.5级水泥，具体处理方法如下：
　　①钻孔：用凿岩机在路面上打孔，孔的大小应和灌浆嘴的大小一致，一般为50mm左右，灌浆孔与面板边的距离不应小于0.5m。在一块板上，灌浆孔的数量一般为5个。
　　②灌浆：灌注机械用压力灌浆机或压力泵，灌注压力为0.2～1.0MPa，具体根据现场实验确定，以抬动路面板不超过0.5cm为宜，以使混凝土路面与基层之间的脱空层完全灌密实。灌浆作业应先从沉陷量大的地方的灌浆孔开始，逐步由大到小。当相邻孔或接缝中冒浆，可停止泵送水泥浆，每灌完一孔应用木楔堵孔。
　　③封孔：待砂浆抗压强度达到3MPa时，用水泥砂浆封孔。
　　五、沥青砼罩面
　　由于本项目位于广州近郊，随着城市的发展，公路两侧逐渐城市化，为了减少噪声，改善当地的居住环境，本项目还对处理后的水泥砼路面进行了沥青罩面，很好的改善了路容、路况。其罩面层为：4cm厚细粒式改性沥青砼AC-13C、粘层沥青PC-3、5+hcm厚中粒式沥青砼AC-20C、铺设玻纤格栅、高粘度SBS改性沥青。
　　六、结束语
　　随着社会的发展，早期修建的水泥砼路面会表现出更多的破坏型式，处理维修方式也多种多样，但事实上还有许多相关的修补材料、修补工艺及设备等仍需要深入探索研究。
　　
　　参考文献
　　孙家驷高建平主编道路设计资料集4
　　JTGD40-2003公路水泥混凝土路面设计规范
　　JTGD50-2003公路沥青路面设计规范
　　我院编制G324线广州金坑至增城界路面改造工程施工图设计